[发明专利]基于码本复用的上行链路SCMA发射方法与接收方法

说明书

本发明公开了一种基于码本复用的上行链路SCMA发射方法及上行链路SCMA接收方法。该上行链路SCMA发射方法包括以下步骤：基站在一个调度周期内为多个用户分配码本，其中特定数量的用户分配同一个码本；用户根据分配的码本进行SCMA码本映射，得到码字；用户利用稀疏扩频方法将码字发送给基站。本发明能够在不设计复杂的功率分配模式，不改变资源分配方式的前提下提高系统容量。

技术领域

本发明涉及一种基于码本复用的上行链路SCMA发射方法，同时也涉及一种基于码本复用的上行链路SCMA接收方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

国际电信联盟(ITU)定义了5G三大场景：增强移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)，以及低时延高可靠通信(URLLC)，其中eMBB可以看作是4G移动宽带技术的演进。在5G中，非正交多址技术如SCMA通过多个用户共享资源，从而提升了资源利用率。

SCMA(Sparse Code Multiple Access，多址接入)直接将不同的比特流映射到不同的稀疏码字。SCMA系统主要由SCMA编码、MPA(消息传递算法)检测、Turbo编码、译码共四部分构成。其中，SCMA编码、MPA检测模块分别实现了用户信息向时频接入物理资源的非正交映射和从时频接入资源上分离出用户的信息的功能，是SCMA系统的核心模块。Turbo编码、译码模块是为了提升SCMA系统核心模块分离性能的辅助模块，其对整体系统的性能的实现具有重要作用。

SCMA的多维星座图被设计成码本，从而带来了LDS-CDMA无法实现的“成形增益”。SCMA码本设计是一个复杂的问题，因为不同的层与不同的码本复用，由于对于多维问题的合适设计准则和具体解决方法仍然未知，因此现有技术中提出了各种解决方法。但是，这些现有设计方法在上行链路中均没有实现让多个用户复用相同的码本，故接入的用户数取决于码本的数量。马新迎等在论文《稀疏码多址系统中码本分配优化》(发表于《信号处理》第34卷第2期)中，介绍了如下技术方法：SCMA技术中常用的一个用户分配一个码本，这个码本可以进行动态分配，但是始终保存一个码本只能分配给一个用户使用，不能多个用户同时共用一个码本。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种基于码本复用的上行链路SCMA发射方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种基于码本复用的上行链路SCMA接收方法。

为了实现上述目的，本发明采用下述的技术方法：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于码本复用的上行链路SCMA发射方法，包括以下步骤：

基站在一个调度周期内为多个用户分配码本，其中特定数量的用户分配同一个码本；

所述用户根据分配的码本进行SCMA码本映射，得到码字；

所述用户利用稀疏扩频方法将所述码字发送给所述基站。

其中较优地，所述使用同一个码本的所述特定数量的用户，其码字被映射到不同资源单元。

其中较优地，在一个调度周期内，单个所述资源单元上叠加的用户码字数量为β×d_f，其中d_f表示一个码本在一个调度周期内只分配给一个用户时，一个资源单元叠加的使用不同码本的用户的码字数量。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种基于码本复用的上行链路SCMA接收方法，包括以下步骤：

计算每个码字的初始先验概率；

计算各个资源单元上的用户的码字的条件概率；

基于所述初始先验概率和所述条件概率在资源节点(FN)和用户节点(VN)之间进行迭代消息传递，得到码字概率；